Tweet
En branchant directement des électrodes sur le cortex de 16 patients, des chercheurs américains ont pu établir une "carte" de la pensée.
Des chercheurs de l'Université de Californie à Berkeley ont réussi à traquer le cheminement d'une pensée dans le cerveau humain avec une précision jamais égalée jusqu'ici. Comme ils l'expliquent dans une étude publiée dans la revue Nature Human Behaviour, ils ont réussi à identifier quelles zones s'activent dans le cerveau lorsqu'un humain doit, par exemple, répéter un mot entendu ou vu. Ce qui leur a permis de retracer le chemin emprunté par la pensée, du premier stimulus à la formulation de la réponse.
Ces travaux confirment que le cortex préfrontal -qui se trouve derrière le front- est bien le "coordinateur" qui organise les interactions entre les différentes zones du cerveau. En clair, il est "l'arbitre" de l'activité cérébrale et nous aide à réagir en fonction de ce que l'on perçoit, assurent les chercheurs sur le site de l'Université américaine.
Des électrodes branchées directement sur le cortex
La plupart des précédentes recherches visant à mesurer la transmission de l'information d'une zone du cerveau à une autre -sur les hommes ou les singes- se basaient sur des procédés comme l'électroencéphalographie (EEG) ou l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), qui, si elles ont le mérite d'être non invasives, manquent de précision, rappelle Science Alert.
Dans cette récente étude, les neuroscientifiques américains ont voulu enregistrer l'activité électrique des neurones grâce à une technique appelée l'électrocorticographie (ECoG). Elle permet d'obtenir une "carte" de l'activité du cerveau très précise et détaillée, mais est très invasive, puisqu'elle nécessite de placer des centaines de petits électrodes directement sur le cortex.
Évidemment, cette méthode -qui demande d'ouvrir la boîte crânienne- est un peu trop dangereuse pour des bénévoles habituels des études du genre. Les chercheurs américains ont donc porté leur dévolu sur des patients épileptiques devant subir une opération chirurgicale pendant laquelle leur cerveau est justement surveillé par électrocorticographie. Une excellente occasion pour mener leurs tests sans risque.
Enregistrer la formation de la pensée
Après avoir sélectionné 16 patients, ils leur ont demandé d'accomplir huit exercices différents, comme écouter un stimulus audio et réagir, regarder des images de visages ou d'animaux sur un écran et accomplir une action, simplement répéter un mot, ou, plus complexe, trouver son antonyme.
Dans le même temps, ils enregistraient l'activité électrique du cortex préfrontal, mais aussi des zones du cerveau qui traitent l'interprétation des stimuli auditifs ou celles s'occupant du mouvement, comme le cortex moteur. Dans deux vidéos publiées sur Facebook, les chercheurs montrent par exemple ce qu'il se passe dans le cerveau d'un de leurs cobayes quand on leur demande de répéter le mot "humide" ou de chercher son antonyme, "sec".
En jaune: la perception du stimulus (le mot qu'ils entendent). En rouge: l'interprétation du mot et la recherche d'une réponse. En bleu: la formulation de la réponse. À noter que le cortex préfrontal s'active pendant toute la durée pour coordonner toutes les zones du cerveau impliquées.
Selon les chercheurs, leurs résultats démontrent très clairement comment le cortex préfrontal organise l'activité cérébrale. Cette fonction est surtout visible pour l'accomplissement des tâches les plus compliquées, comme celles impliquant de nombreuses zones différentes du cerveau, soulignent les neuroscientifiques.
"La colle des capacités cognitives"
"Nous avons constaté que le cortex préfrontal restait actif pendant presque toute la durée du processus de fabrication de la pensée, exactement comme le ferait une région 'multitâches' du cerveau", explique Robert Knight, neuroscientifique à l'Université Berkeley. "Ces tests démontrent que le cortex préfrontal est le chef d'orchestre qui relie les choses entre elles pour obtenir un résultat, ajoute-t-il. Que c'est la colle des capacités cognitives."
"Les études se basant sur l'IRMf montrent le plus souvent que plus une tâche devient complexe, plus l'activité cérébrale est intense, en particulier dans le cortex préfrontal, ajoute Avgusta Shestyuk, également neuroscientifique et principal auteur de l'étude. Dans notre étude, nous pouvons voir que ce n'est pas seulement parce que les neurones travaillent vraiment très dur et s'activent en continu, mais plutôt que de plus en plus de régions du cortex sont recrutées [pour participer à l'effort]."
Le plus surprenant, pour les chercheurs, a été de découvrir le timing précis de chaque région du cerveau. "Certaines se sont activées remarquablement tôt, souvent pendant le stimulus, ce qui suggère qu'avant même d'avoir un réponse complète, notre cerveau est déjà en train de préparer différentes zones à l'action." En clair, "cela pourrait expliquer pourquoi certaines personnes parlent avant de réfléchir."
l'express